中國儲能網(wǎng)訊：隨著全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的加快，新型儲能行業(yè)也迎來了發(fā)展的機遇期。而一個新興行業(yè)的快速發(fā)展一般需要基于產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展。為此，本文在剖析儲能產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)上，分析了上游技術(shù)發(fā)展、下游需求增長和政策支持對新型儲能行業(yè)發(fā)展的驅(qū)動機制。目前中國已成為新型儲能最大的消費國和生產(chǎn)國，但面向未來更加激烈的全球競爭市場，中國應(yīng)結(jié)合世界各國儲能發(fā)展經(jīng)驗，進一步發(fā)展電力現(xiàn)貨市場，從強制配儲轉(zhuǎn)向“獨立+共享”，垂直整合以增強技術(shù)自主，探索新的技術(shù)路線以提升安全性，創(chuàng)新與國外企業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈合作模式。
自工業(yè)革命以來，能源始終是經(jīng)濟發(fā)展的重要動力。在數(shù)百年的發(fā)展中，大量化石燃料的燃燒帶來了諸多環(huán)境、能源等問題，為有效應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，人類正積極尋求替代方案。
2020年，中國向世界宣布了“雙碳”目標，風電、太陽能發(fā)電等可再生能源在中國的能源結(jié)構(gòu)中占比不斷提高。
截至2023年底，中國風光發(fā)電累計裝機容量已經(jīng)占總裝機容量的36%。但由于風光發(fā)電固有的資源屬性和并網(wǎng)特性，其與常規(guī)可控電源相比具有隨機性、波動性和不可控性，難以實現(xiàn)傳統(tǒng)電源“以用定發(fā)”的基本功能，因此發(fā)展新型儲能就成為保障能源安全的關(guān)鍵。
國家發(fā)改委于2022年印發(fā)《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》，強調(diào)要規(guī)?；l(fā)展新型儲能以支撐新型電力系統(tǒng)的建設(shè)，這就需要儲能行業(yè)上下游多點發(fā)力，而在產(chǎn)業(yè)鏈的各環(huán)節(jié)則有不同的驅(qū)動力。
為此，本文從產(chǎn)業(yè)鏈視角分析儲能行業(yè)發(fā)展的驅(qū)動機制及未來的發(fā)展方向，以推動實現(xiàn)我國新型儲能產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)展。
一、全球儲能行業(yè)新發(fā)展
20世紀初，儲能技術(shù)應(yīng)用于機械儲能領(lǐng)域，水泵儲能、重物儲能等開始應(yīng)用發(fā)展；中國則從20世紀60年代開始抽水蓄能電站的研究，第一座混合式抽水蓄能電站——崗南水電站于1968年建成。隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，新型儲能的發(fā)展不斷加速，新型儲能行業(yè)已經(jīng)成為能源革命的一個重要支撐性行業(yè)[1][2]。
（一）中國儲能行業(yè)新發(fā)展
自2011年張北風光儲輸示范工程投產(chǎn)以來，我國新型儲能行業(yè)開始加快發(fā)展。截至2023年底，中國累計新型儲能裝機規(guī)模達31.39GW，占全球總規(guī)模的36.5%。僅2023年一年，中國就實現(xiàn)新增新型儲能裝機22.6GW，占全球當年新增裝機的50.7%，成為世界最大的儲能市場。在眾多新型儲能技術(shù)中，電化學儲能技術(shù)處于絕對主導地位。2023年，中國累計投運的鋰離子儲能電池占累計儲能裝機的97.4%，可以說，電化學儲能是目前新型儲能行業(yè)最具代表性和最具有商業(yè)化能力的技術(shù)路線。
（二）世界其他主要國家儲能行業(yè)新發(fā)展
目前，歐洲儲能市場的發(fā)展主要由德國和英國主導，意大利、法國等國家也發(fā)展迅速。近年，受到俄烏沖突等因素的影響，歐洲能源缺口擴大，電力價格大幅波動，歐洲消費者對戶儲的需求急劇增加。但是，歐洲的電力市場改革進展較慢，儲能在電力市場的獨立地位不明確，輔助服務(wù)市場化程度較低，不能很好地配合需求端的快速增長。
同樣是新型儲能發(fā)展迅速的美國則展示出與歐洲不同的發(fā)展格局。在美國，“光伏+儲能”是主要發(fā)展形式，其快速發(fā)展主要是由政策引導、市場驅(qū)動的。美國聯(lián)邦政府通過ITC政策和IRA細則對新能源配儲提供了大力支持，聯(lián)邦能源管理委員會則要求電力系統(tǒng)運營商消除儲能參與電力市場的障礙，并基于市場價格對其提供的服務(wù)進行補償。完善的電力市場機制為美國新型儲能拓寬了盈利渠道，促進了新型儲能的市場化發(fā)展。
二、新型儲能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的驅(qū)動力分析
新型儲能行業(yè)存在多條技術(shù)路線，它們的成熟度、應(yīng)用場景均存在一定的差異。常見的新型儲能技術(shù)路線包括電化學儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、超級電容器儲能、超導儲能、氫儲能、熔融鹽儲能等。
（一）儲能產(chǎn)業(yè)鏈剖析
新型儲能的產(chǎn)業(yè)鏈分為上游原料及設(shè)備供應(yīng)，中游儲能系統(tǒng)建設(shè)，下游應(yīng)用及服務(wù)（如圖1）。由于技術(shù)路線的差異，新型儲能產(chǎn)業(yè)鏈在部分環(huán)節(jié)中存在不同。在眾多的技術(shù)路線中，目前電化學儲能技術(shù)占據(jù)了絕對主導地位，其在眾多技術(shù)中脫穎而出，與產(chǎn)業(yè)鏈中各環(huán)節(jié)的支撐密切相關(guān)。
對戰(zhàn)略性新興行業(yè)而言，技術(shù)進步是其發(fā)展的重要驅(qū)動力[3]。具體到電化學儲能行業(yè)，儲能系統(tǒng)使用的儲能電池在效率、壽命、安全性等方面的特性，基本上決定了儲能系統(tǒng)的優(yōu)劣，因此，上游儲能電池技術(shù)是新型儲能行業(yè)的重要技術(shù)基礎(chǔ)。
不同于多數(shù)新型儲能技術(shù)，電化學儲能的原理是化學反應(yīng)，其多樣性決定了儲能電池的多樣性，也就決定了上游產(chǎn)業(yè)的差異。較成熟的儲能電池包括鋰離子電池、鈉離子電池、鉛蓄電池以及液流電池等。
目前主流的儲能電池是鋰離子儲能電池，此外，低成本的鈉離子電池、大容量的液流電池等也具有一定的發(fā)展?jié)摿Α?
同樣，對戰(zhàn)略性新興行業(yè)而言，培育足夠的市場需求也是決定其發(fā)展的重要驅(qū)動力[4]。從下游需求來看，用戶根據(jù)不同的功能需求，在毫秒級、分鐘級、小時級、日級、季度級、年度級等時間尺度上選擇適用的儲能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)（如圖2）。
電化學儲能憑借其產(chǎn)品種類的多樣性，實現(xiàn)了儲能時長較大范圍的覆蓋，滿足了電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)大多數(shù)用戶的需求，是新建儲能設(shè)施的首要選擇。
（二）新型儲能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的技術(shù)驅(qū)動
儲能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的技術(shù)驅(qū)動主要來自于上游產(chǎn)業(yè)，其中主要是占主導地位的儲能電池行業(yè)。鋰離子儲能電池是目前最主要的儲能電池產(chǎn)品，其技術(shù)路線包括磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池等，與動力電池的技術(shù)路線相近，但又與之存在區(qū)別。
隨著全球新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，動力電池技術(shù)水平不斷提高的同時也對儲能鋰電池行業(yè)產(chǎn)生了技術(shù)溢出。典型案例如吳祖鈺從生產(chǎn)動力電池的寧德時代出走，隨即創(chuàng)立海辰儲能，目前已經(jīng)成長為全球前五的儲能電池企業(yè)。儲能電池在接受動力電池技術(shù)溢出的同時，還在發(fā)展自身技術(shù)的獨特性。相對于追求高能量密度的動力電池，儲能電池對安全性的考慮更多。2023年，國家能源局建議“中大型儲能電站應(yīng)選用技術(shù)成熟、安全性能高的電池，審慎選用梯次利用動力電池”。
一般而言，儲能技術(shù)要盡可能滿足規(guī)?；?、高安全、低成本、長壽命、無地域限制等要求，鋰離子電池儲能技術(shù)可以在現(xiàn)有技術(shù)條件下滿足前四種需求，成為了目前最適合快速大規(guī)模發(fā)展的儲能技術(shù)。在可預(yù)見的未來，儲能行業(yè)的發(fā)展仍將為儲能電池行業(yè)的技術(shù)進步所驅(qū)動，并向更高安全、更低成本的方向進步。
（三）新型儲能產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的需求驅(qū)動
除了生產(chǎn)端的技術(shù)驅(qū)動，儲能行業(yè)還受到下游巨大需求的推動。隨著風光發(fā)電量的增加，新能源配儲需求逐步增多。同時，數(shù)據(jù)中心、5G基站、通信基站、智慧園區(qū)、光儲充電站等新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也在不斷增加用電負荷，儲能不僅可以作為備用能源使用，還可以提高電力運營的經(jīng)濟性，應(yīng)用場景不斷向更多領(lǐng)域滲透。據(jù)統(tǒng)計，新型儲能的應(yīng)用場景包括電源側(cè)的新能源配儲、火儲聯(lián)合、獨立儲能，電網(wǎng)側(cè)的共享儲能和獨立儲能，以及用戶側(cè)的聚合商、電價管理等。
在歐洲，近年來能源危機推動了戶儲需求的快速發(fā)展；在美國，光伏配儲需求是儲能發(fā)展的重要驅(qū)動力。而在中國，各地的發(fā)展差異則使儲能行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出多樣化的趨勢。在內(nèi)蒙古等新能源發(fā)展較快的省區(qū)，新能源配儲發(fā)展迅速；在山東等系統(tǒng)調(diào)節(jié)需求較大的省區(qū)，獨立儲能和共享儲能裝機規(guī)模占比不斷提升；在廣東等工商用戶靈活用電需求較大的省區(qū)，用戶儲能迅速發(fā)展。
除應(yīng)用場景外，盈利模式的發(fā)展也刺激了對新型儲能的需求。當前，歐洲正加快電力市場的改革，美國已經(jīng)建立較完善的電力市場，儲能的盈利模式得到極大豐富。目前中國儲能行業(yè)的盈利模式有電量消納、輔助服務(wù)、現(xiàn)貨市場、容量補償、容量租賃、峰谷電價等。限于早期國內(nèi)電力現(xiàn)貨市場的完善程度，儲能的利潤主要通過提供輔助服務(wù)來獲取。隨著中國電力現(xiàn)貨市場的發(fā)展，下游需求側(cè)的盈利空間將進一步擴大，有利于儲能行業(yè)的不斷發(fā)展。
產(chǎn)業(yè)政策支持是大多數(shù)戰(zhàn)略性新興行業(yè)的又一重要驅(qū)動力[5][6]，對新型儲能行業(yè)也是如此。歐洲的REPowerEU計劃、美國的ITC政策、IRA細則及FERC的841號法案，對提高儲能設(shè)施盈利能力、刺激儲能需求都起到了重要的作用。在中國，中央政府和地方政府都制定了多項政策以促進新型儲能行業(yè)的發(fā)展。
早在2016年，國家能源局就發(fā)布文件鼓勵試點地區(qū)儲能用戶參與輔助服務(wù)市場，拉開了新型儲能商業(yè)化的序幕。此后，國家各部委在產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、調(diào)整分時電價、建設(shè)電力現(xiàn)貨市場、新能源配儲、儲能獨立地位、配儲轉(zhuǎn)獨立儲能等方面都出臺了鼓勵政策，以提高新型儲能的盈利能力，并促進行業(yè)的市場化競爭。
此外，地方政府還會結(jié)合本地產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，推出符合本地發(fā)展水平的政策。從2020年開始，可再生能源儲量豐富的內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏等地率先發(fā)布新能源配儲政策，開啟了新型儲能大規(guī)模布局的時代。除強制配儲外，地方政府的補貼政策也很普遍，涉及設(shè)備補貼、電價補貼、調(diào)峰補貼、需求響應(yīng)補貼等多種補貼方式。但由于補貼無法保證長期的盈利能力，從2022年開始，各地密集出臺了分時電價改革政策以及新型儲能獨立參與電力市場的政策，新型儲能盈利空間得到極大提升。由此，電化學儲能新增裝機量迎來了爆發(fā)式增長（如圖3）。
三、中國新型儲能行業(yè)未來發(fā)展方向
目前，國際新型儲能市場主要由中、美、歐三方主導，發(fā)展路徑存在一定的差異。隨著全球新型儲能行業(yè)快速發(fā)展，新型儲能市場將引來更加激烈的競爭。中國應(yīng)該借鑒各方長處，從政策和市場方面促進儲能行業(yè)上下游協(xié)同發(fā)展。
（一）發(fā)展電力現(xiàn)貨市場
對比美國等電力現(xiàn)貨市場發(fā)達的國家，當前國內(nèi)新型儲能面臨盈利能力不足問題，通過輔助服務(wù)獲得的盈利難以覆蓋建設(shè)成本，而允許儲能參與多樣化的市場交易可提高其盈利能力。未來的電力現(xiàn)貨市場應(yīng)該更加活躍，減少企業(yè)持有電力現(xiàn)貨的流動性成本。同時，對儲能開放的服務(wù)品種也應(yīng)該更加多元化，通過輔助服務(wù)、容量補償、容量租賃、峰谷套利等多種方式讓儲能用戶獲利?。這樣，電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)以及用戶側(cè)儲能的積極性都會得到提高，從而進一步促進電力現(xiàn)貨市場的活躍度，增強儲能行業(yè)下游需求支撐。
（二）從強制配儲轉(zhuǎn)向“獨立+共享”
參考海外市場經(jīng)驗，“獨立+共享”儲能模式可提升參與電力市場的積極性，是一種盈利較快的方式。當前，我國大部分省市都出臺了強制配儲政策，這些政策在初期確實可以起到增加儲能裝機量的作用，但由于目前配儲成本的疏解渠道還沒有打通，這種政策會給企業(yè)帶來一定的虧損，導致市場整體配儲積極性不高。而將儲能設(shè)備作為電力市場上的獨立主體運營，空余容量就可以在電力市場實現(xiàn)容量共享。未來，規(guī)?；ㄔO(shè)的獨立儲能電站在參與調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù)的同時，可以將儲能容量租賃給風光發(fā)電企業(yè)等容量需求方，實現(xiàn)“獨立+共享”的多樣化盈利模式。
（三）垂直整合與技術(shù)國產(chǎn)化
按照世界各國的發(fā)展經(jīng)驗，儲能產(chǎn)業(yè)鏈的中游集成商更容易整合上下游資源進行一體化布局。未來，新型儲能行業(yè)的中游企業(yè)應(yīng)該發(fā)揮已有優(yōu)勢，整合產(chǎn)業(yè)鏈資源，在電芯模組、管理系統(tǒng)、變流器等環(huán)節(jié)加強技術(shù)創(chuàng)新，推動產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展?。此外，新型儲能市場產(chǎn)業(yè)鏈的成熟還要有核心技術(shù)支撐。目前中國新型儲能行業(yè)部分設(shè)備和芯片仍依賴進口，如高精度膜頭、干法極片等設(shè)備仍然需要進口供給?。未來，要實現(xiàn)儲能系統(tǒng)成本的進一步降低，需要在產(chǎn)業(yè)鏈垂直整合以及關(guān)鍵技術(shù)國產(chǎn)化上下功夫。
（四）探索新的技術(shù)路線以提升安全性
新型儲能的安全性也是未來產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要特別關(guān)注的。2017年到2022年全球共發(fā)生60多起儲能安全事故，僅2022年上半年就發(fā)生了17起?。雖然鋰離子電池儲能存在一定的安全性問題，但目前還沒有更好的替代方案。中國在2023年通過發(fā)布指導意見引導企業(yè)使用安全性較高的儲能電池，但在技術(shù)上還沒有實現(xiàn)重大突破。未來，新型儲能行業(yè)應(yīng)該加快上游技術(shù)路線創(chuàng)新，研發(fā)更加安全可靠的儲能系統(tǒng)，如固態(tài)電池因其固態(tài)電解質(zhì)不易泄露、燃爆的特性而安全性較高。
（五）在海外發(fā)展新型產(chǎn)業(yè)鏈合作模式
國際市場開拓是中國新型儲能電池發(fā)展的重點，但面臨的國際競爭壓力和目的國政治壓力較大，亟需發(fā)展新型產(chǎn)業(yè)鏈合作模式。比如，寧德時代繼2023年與福特通過技術(shù)授權(quán)模式合作建廠后，目前正與通用等國外公司推進技術(shù)授權(quán)模式合作，這種不占股份只出技術(shù)的合作模式有助于免受政治地緣干擾，而且能因技術(shù)應(yīng)用場景增多和該技術(shù)路線生產(chǎn)規(guī)模增大而提高寧德時代的市場地位。
